[爆卦] 研究:比熱在絕對零度消失與熵增原理有關

[jackliao1990 (j)]

https://arxiv.org/pdf/2512.05129

20世紀初科學家發現物質比熱會在絕對零度下消失
這在當時引發了熱力學危機─古典熱力學中溫度必定伴隨能量交換
然而這現象卻顯示溫度變化不需要能量交換

幸好愛因斯坦和德拜將原子看成獨立、無相互作用的量子簡諧振子
每個振子的能量是量子化的
最終成功用量子力解釋了這現象
他們認為此現象與熱力學第二定律無關並與能斯特定理一起成為熱力學第三定律

然而塞維利亞大學的新研究卻認為解釋此現象不需要用到量子力學
他們分析熱穩定性的一般條件─"比熱在絕對零度以外的溫度下為正值"後發現
自然界會避免在絕對零度下導致不穩定狀態的情況
如果比熱消失的速率大於等於溫度消失的速度(現實實驗測到的數據也是如此)
則相空間邊界處的平衡態是熱穩定的
如果比熱沒在絕對零度下消失則熵不會歸零
此時平衡態是不穩定的

而"自然界傾向避免在絕對零度下的不穩定狀態"可由熵增定律導出
因此比熱消失現象其實跟熱力學第二定律有關
能量守恆和熵增定律足以解釋物質在絕對零度等溫度下的宏觀性質
不需要第三條獨立的定律
論文總結道:“物質在絕對零度附近的行為符合熱穩定性的預測。無需新原理來規範規律性
和可預測的行為。”

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→ jhshen15: 動量位置變化都為0 就違反不確定性原理